《全碳基纳电子器件的设计与自旋输运性质研究》

点击下载 ⇩

石墨烯材料以其卓越的电学性质吸引了人们广泛的关注,并得到迅速的发展。许多基于石墨烯材料的自旋电子学器件在理论研究和实验制备中都已成功被实现,包括石墨烯场效应管、二极管、自旋过滤器、自旋阀以及巨磁阻等。而石墨炔这种碳的同素异形体,由于其结构和碳原子杂化方式的多样性,为碳基纳电器件的发展也带来了更多可能性。该项目主要采用密度泛函理论结合非平衡态格林函数的方法,研究了基于α型石墨炔、石墨烯和双层石墨烯的全碳基纳电器件。

该项目计算了zigzag边缘的α型石墨炔纳米带的电子性质,发现其能够发生自旋极化,基态是反铁磁性的,在磁场中可以被激发成铁磁性,性质与石墨烯非常相似。同时构造了基于zigzag边缘α型石墨炔纳米带的全碳基纳电器件,计算其输运电流、导电率、自旋极化率和热激发自旋电流等性质,发现了其中突出的自旋过滤和自旋塞贝克效应。α型石墨炔纳米带费米能级附近的π带与π*带Γ点的电子波函数对称性不同,π带电子波函数为偶对称,π*带为奇对称,只有当左右电极的能带对称性匹配时,才能发生电子的跃迁。给α型石墨炔纳米带加上偏压后,由于费米能级的移动,会使左右能级对称性的匹配度发生变化,得到有用的平台状输运特性曲线。利用输运曲线的特点还提出其在双向自旋二极管以及分子尺度的方波信号转换器上的应用价值,提出α型石墨炔对推动碳基集成电路发展上的重要意义。

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。